Question

某班級的探究小組同學在學習了催化劑的知識后，上網(wǎng)查閱，獲得以下信息： (1)氯酸鉀氯化鉀+氧氣

(2)碳+氧化銅銅+二氧化碳

(3)黑色氧化銅不溶于水，氯化鉀、氯酸鉀易溶于水

他們想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設(shè)計了以下的對比實驗和后續(xù)操作。

①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支相同的試管中，在其中一份中加入精確稱量的n g氧化銅粉末。

②將兩份氯酸鉀同時在相同條件下正確加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。

③停止加熱，冷卻，將原來混有氧化銅的反應后的混合物加水溶解，小心過濾，得出濾出物，洗滌并干燥。

④觀察濾出物的狀態(tài)和顏色。

⑤將濾出物和炭粉混合，在密閉容器中高溫加熱，將反應后產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現(xiàn)象。

（1）以上實驗步驟，有一步不夠嚴密，請你指出是哪一步？_________。

（2）要達到實驗目的，除改進不嚴密的實驗步驟外，還必須增加一個實驗步驟，這個實驗步驟是_________________________。

（3）實驗⑤的目的是什么？為達到此目的，我們還可如何操作？

 

Answer 1

【答案】

（1）第①步  （2）精確稱量濾出物的質(zhì)量（3）將③步得到的氧化銅加入氯酸鉀中，重復②的操作。

【解析】這是一道研究化學原理知識的探究題，重在考查對某化學原理——氯酸鉀分解反應中催化劑作用的理論認識，以及通過較規(guī)范的實驗探討此認識的能力。

首先，要有對催化劑概念確切的把握。能夠改變其他物質(zhì)反應的速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后不發(fā)生改變，這樣的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑的基本特點有兩條：一是改變其他物質(zhì)化學反應速率；二是反應前后本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不改變。以實驗探討氯酸鉀分解反應中氧化銅能否起催化作用，要求實驗設(shè)計必須包含以下內(nèi)容：比較相同溫度等條件下，純凈氯酸鉀和相同質(zhì)量的混有氧化銅粉末的氯酸鉀反應速率是否相同，要通過放出氧氣的快慢（如冒氣泡的速率），從現(xiàn)象上加以確證。要對反應前和反應后的氧化銅的質(zhì)量分別進行稱量，以確定其質(zhì)量是否改變；要對反應后的氧化銅的化學性質(zhì)（如能否與碳反應）進行實驗，從現(xiàn)象上加以確證。

對照所給的實驗方案，發(fā)現(xiàn)步驟①任取兩份氯酸鉀，做對比實驗時，該方法不夠嚴密；此方案的最大問題是沒有稱量反應前后氧化銅的質(zhì)量，無法證明反應前后氧化銅質(zhì)量不改變，從而無法全面、準確地認識氧化銅在氯酸鉀分解反應中起催化作用。實驗第⑤步做碳還原氧化銅的實驗并觀察黑色粉末變?yōu)榱良t色，以及澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，旨在證明氧化銅仍有在高溫下與碳發(fā)生反應的性質(zhì)。即化學反應前后，氧化銅的化學性質(zhì)未改變。我們可以將過濾干燥過的氧化銅放入另一份質(zhì)量相同的氯酸鉀中，重復②的操作，證明氧化銅的化學性質(zhì)在反應前后不變的事實。